«Роснефть» сообщила о старте промышленной эксплуатации уникальных катализаторов гидроочистки собственного производства. Они необходимы для получения из нефти дизельных топлив с ультранизким содержанием серы. За незначительным на первый взгляд событием скрывается настоящий прорыв, который может способствовать решению сразу нескольких стратегических задач. Например, снижению объёма выбросов вредных веществ из выхлопных труб автомобилей, а также резкому повышению энергетической безопасности России. «Форпост» выяснил, насколько это реально.
Около пяти лет назад один высокопоставленный нефтяник в частной беседе весьма скептически оценил степень негативного влияния на отечественную экономику западных санкций, введённых в связи с крымскими событиями. Он отметил, что ограничительные меры не принесут нам серьёзного урона, а для некоторых отраслей, например, для сельского хозяйства, станут даже позитивным фактором. В то же время мой собеседник обратил внимание на то, что технологическая устойчивость нашей страны зависит от такой, казалось бы «мелочи», как катализаторы, необходимые при производстве топлив и масел.
Проблема в том, что в России их тогда почти никто не выпускал, и вся нефтепереработка функционировала за счёт импортных поставок. Достаточно было лишь запретить их, и мы столкнулись бы с колоссальным дефицитом бензина и дизеля (теоретически их можно производить и без катализаторов, но продукт в этом случае получится столь некачественным, что срок службы транспорта многократно сократится). Последствия оказались бы трагическими. Очереди на автозаправках, существенный спад грузовых перевозок, нехватка в магазинах товаров первой необходимости, резкое ускорение инфляции… Одним словом, катастрофа, сопоставимая с тем, что творилось в последние годы существования Советского Союза.
Что же представляют собой катализаторы? И почему они так важны? Визуально это небольшие белые гранулы в форме трилистника, сырьём для производства которых является гидроксид алюминия. На нефтеперерабатывающих заводах их послойно загружают в огромные проточные реакторы высотой до 15 метров, предназначенные для очистки топлива. В частности, для удаления из него азотсодержащих и серосодержащих соединений.
«Требования к содержанию серы в топливе постоянно ужесточаются. Сейчас, например, предельно допустимая концентрация - 10 РРМ, то есть одна тысячная процента (0,001%). Это значит, что качество катализаторов также должно находиться на высочайшем уровне. В течение всего срока межремонтной эксплуатации реактора на НПЗ, а это, как минимум, год, они должны выдерживать колоссальные нагрузки и не терять своих свойств. Для того чтобы было понятно, поясню: речь идёт о работе в условиях агрессивной среды, при температурах около 400 градусов, давлении до 5 мегапаскалей, а также воздействии собственного веса, когда верхние слои давят на нижние. Эпоха электромобилей наступит ещё не скоро, а жители городов хотят дышать чистым воздухом уже сейчас, поэтому нам необходимо постоянно работать над совершенствованием этой технологии. Тем более что помимо экологии речь идёт и об энергобезопасности страны», - пояснил аспирант Санкт-Петербургского горного университета Ростислав Коноплин (его исследование «Проблемы освоения промышленного производства современных отечественных катализаторов гидроочистки» стала лауреатом Международного конкурса молодых учёных» «Актуальные проблемы недропользования»).
Долгие годы наши предприятия закупали катализаторы на Западе, причём поставщики ревностно контролировали всю технологическую цепочку их использования, вплоть до того, что сами загружали трилистники в реакторы и вынимали их оттуда. Лишь бы российские коллеги не смогли наладить собственное производство и выпустить аналогичную продукцию. Однако в последнее время крупные корпорации, прежде всего, «Газпром нефть» и «Роснефть» сделали серьёзные шаги к тому, чтобы изменить ситуацию. То есть восстановить научный потенциал, который существовал во времена СССР, но был полностью утерян в девяностые.
Представители «Роснефти», в частности, заявили в первой декаде декабря о том, что начали промышленную эксплуатацию на одном из дочерних предприятий (РНПК) собственных катализаторов для гидроочистки дизельного топлива. Как сообщили в пресс-службе компании, инновация не только не уступает импортным образцам, но по ряду показателей даже превосходит их. Это стало возможным, благодаря вводу в строй в январе 2020 года на площадке Новокуйбышевского завода опытно-промышленного комплекса для производства катализаторов гидроочистки. Развитие этого проекта должно в течение пяти лет снизить долю их импорта российскими НПЗ с нынешних 90 до 50%.
Разработки, связанные с повышением эффективности катализаторов и снижением себестоимости их изготовления, ведутся и в Санкт-Петербургском горном университете. Его учёные уже завершили этап лабораторных изысканий и приступили к испытаниям на полупромышленных установках.
«Наша задача состоит в том, чтобы повысить эксплуатационные свойства носителей (оксид алюминия, производимый из исходного сырья, – ред.) для катализаторов. Сегодня мы уже получаем пилотные партии на промышленных линиях и по ряду характеристик фиксируем очень хорошие результаты. В частности, по прочностным свойствам, которые повышают устойчивость к механическому разрушению, а также текстурным – они отвечают за эффективность. Уверен, что в обозримой перспективе мы будем готовы внести свой вклад в создание конкурентной среды на отечественном рынке», - отметил Ростислав Коноплин.
Подобные исследования входят в число наиболее востребованных в Европе, и это не случайно. Там прекрасно понимают, что до заката эпохи автомобилей с двигателями внутреннего сгорания пока очень далеко, а уменьшать объём выбросов парниковых газов из выхлопных труб необходимо здесь и сейчас. В противном случае процесс изменения климата, который происходит на планете, может пройти точку невозврата.
Для России создание собственных производств высококачественных катализаторов – это ещё и вопрос повышения энергобезопасности. Не менее амбициозная цель – создание практически с нуля целой отрасли с миллиардными оборотами, которая обречена на рост в течение нескольких ближайших десятилетий. То есть способна внести значительный вклад в повышение российского ВВП.
Например, потребность НПЗ «Роснефти» в катализаторах гидроочистки, которые составляют около 40% всего рынка катализаторов, - около 2 тысяч тонн в год, их стоимость – около 2,5 млрд рублей. Сегодня почти все эти средства уходят на счета западных партнёров, но уже в ближайшее время будут оставаться внутри страны. Произойдёт это, естественно, лишь в случае дальнейшего развития профильных отечественных технологий и более глубокой интеграции науки с производством.
Отметим, что работа Ростислава Коноплина «Проблемы освоения промышленного производства современных отечественных катализаторов гидроочистки» будет представлена на итоговой научной сессии «Молодые лидеры науки-2020». Её проводят 14 декабря Международный центр компетенций в горнотехническом образовании под эгидой ЮНЕСКО и Санкт-Петербургский горный университет.
